你了解宝石的特性吗?

宝石矿物具有一定的原子组成和排列方式,会造成硬度、比重、颜色、折射率…等物理特性的差异,往往可作为宝石鉴定的基础。

你了解宝石的特性吗?

晶系

多数的宝石都是由矿物所琢磨而成,那么宝石矿物的组成原子就跟矿物一样有一定的排列方式,也就是所谓的“结晶构造”;一般可区分为六种基本型式,称为六大晶系(详见矿物晶系单元)。

1、等轴晶系(Isometric System)三晶轴等长且互相垂直。钻石、石榴子石、尖晶石、青金岩等代表之。

2、正方晶系(Tetragonal System)三晶轴彼此互相垂直,其中两水平晶轴等长,但与另一垂直晶轴不等长。代表者有锆石、金红石等。

3、六方晶系(Hexagonal System)具有四晶轴,其中三个水平晶轴等长,且彼此以60°角斜交;另一垂直晶轴与水平晶轴成直角相交,但不等长。刚玉、绿柱石家族、石英家族、电气石等均为典型代表。

4、斜方晶系(Orthorhombic System)具有不等长的三晶轴,但晶轴彼此互相垂直。橄榄石、金绿宝石、托帕石、硅线石、丹泉石、堇青石等属之。

5、单斜晶系(Monoclinic System)具有不等长的三晶轴,其中b轴与其它二轴皆成垂直正交,而a轴与c轴则斜交,不等于90°。代表宝石种类有正长石、锂辉石、透辉石、翡翠、软玉等。

6、三斜晶系(Triclinic System)具有不等长的三晶轴,彼此间相交且互成斜角。绿松石、蓝晶石、钠长石等属于此类。

硬度

所谓硬度指的是宝石抗刻画或研磨的能力,一般硬度的大小与宝石内部离子或原子的结合强度,以及化学成分有关,目前多采用奥地利矿物学家摩氏(Friedrich Mohs)在1822年所提出的十种矿物作为标准,简称为摩氏硬度表。硬度由大到小依序为:10钻石;9刚玉;8托帕石;7石英;6正长石;5磷灰石;4萤石;3方解石;2石膏;1滑石。数字愈大,代表硬度愈大,不过彼此间只是相对硬度,并没有一定的比例关系。

韧度

宝石矿物抵抗外力锤击的能力称为韧度。也就是说韧度高的宝石,受力时不易分裂和破碎。钻石在自然界中虽为最硬的物质,但韧度却不是最好;相反的,翡翠与软玉的硬度虽比钻石低了许多,却经得起锤击,主要是它们具有纤维束状交织的结构,所以韧度特别高。

比重

比重是指宝石的重量与4℃同体积水的重量比,例如钻石的比重为3.52,意指它的重量是同体积水的重量的3.52倍。如果拿同样1克拉重的钻石与蛋白石相比,由于蛋白石的比重较小(1.9~2.3),所以个体就会比钻石大得多。由于不同种类的宝石,比重大小不一,因此比重也可作为鉴定宝石的重要依据。

解理

具有结晶的矿物在外力作用下,会依一定结晶方向破裂,形成光滑平面,这种容易分裂的性质,称为解理。一般解理面的方向和获得解理的难易程度,主要会受到晶体结构的控制,所以解理面通常会和晶面平行。例如钻石具有一组解理,在宝石业中经常利用它解理的特性,先沿着解理面敲击,使其破裂,再加工琢磨。对宝石矿物而言,在进行车工款式的设计和琢磨时,需要特别注意宝石的解理特性,以避免稍受撞击就容易裂损。

颜色

矿物跟其它物体一样,对于不同波长的光具有吸收、反射和透射等不同的反应,因此产生各种不同的颜色,对于宝石而言,颜色更是决定其价值高低最重要的因素之一。举个例子,红宝石蓝宝石其实都属于刚玉,主要成分为三氧化二铝,而刚玉通常呈透明无色,但是一旦有少量的三价铬离子取代三价铝离子之后,晶体就会显现出艳丽的红色,也就是红宝石;同理,若刚玉含有少量的铁离子和钛离子,会呈现人类视觉感应中的蓝色,就成了蓝宝石。这些会影响宝石颜色的离子,就称之为“呈色离子”或“色素离子”,虽然含量不多,但在同一宝石内往往因为呈色离子的不同,而展现出各种缤纷的色彩,这也是宝石迷人的地方。

光泽

是指宝石表面对可见光的反射能力。通常对光线反射能力较强、折射率高的宝石矿物会呈现金刚光泽,如钻石、锆石、金红石等;而多数的宝石矿物都具有玻璃光泽,如刚玉、祖母绿、海蓝宝石、金绿宝石、水晶、拓帕石、长石、电气石……等。另外,反射光受到宝石内部的排列方式、颜色和表面平坦程度等因素影响,常会呈现出一些特殊的变异光泽,如珍珠、蛋白石所呈现的珍珠光泽;橄榄石、翡翠、软玉等,也会呈现出温润的油脂光泽;不透明块状产出的绿松石和青金岩则会出现蜡状光泽。

透明度

透明度是宝石允许可见光透过的程度,一般与宝石的纯净度、杂质多寡、内含物或裂纹程度有着密切关系。以1公分以上的宝石薄片为准,如果光线很容易穿透,就可称为透明,如钻石、刚玉或水晶类宝石,都有透明度很高的品种;如果仅能让少许光线穿透,称之为半透明,如石榴子石、碧玺、翡翠、软玉就有不少半透明的品种;如果光线无法穿透,就称之为不透明,一般像块状产出的绿松石、青金岩和大部分的有机宝石,都属于不透明宝石。宝石矿物对光的吸收率及反射能力通常较弱,所以多数呈透明或半透明。就同类宝石而言,其透明度在不同国家或不同矿区都可能有所差异,但无论如何,宝石透明度的高低,内部瑕疵的多寡,是影响宝石质量的重要因素。

色散

当光线照在宝石面上而被分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等彩虹颜色的现象,称为色散,亦称火彩或火头。色散愈高的的宝石,发出七彩光的现象就愈加明显。以钻石为例,其色散高达0.044,所以能够散发出极为闪耀的光芒;而锆石色散也高达0.038,琢磨成刻面宝石后,也会像钻石般有着出火的现象。

折射率

由于宝石的密度比空气高,所以当光线进入宝石时,光速会减缓并改变前进方向而产生折射现象。光在空气中的速度与在某一透明物体内之速度的比值,称之为折射率。宝石矿物的折射率可分为单折射与双折射两种。等轴晶系的宝石为一均向性(Isotropic)晶体,由于光线在晶体内任何方向的前进速度都相同,所以这类宝石只有一个折射率值,称为单折射(Single refraction);其它五大晶系的宝石为非均向性(Anisotropic)晶体,光线在晶体内的前进速度会随不同方向而异,因此,正方和六方晶系宝石有二个折射率值;斜方、单斜和三斜晶系的宝石有三个折射率值。但不论二个或三个折射率,统称为双折射(Double refraction),而彼此间的折射率差,称之为双折射率差(Birefringence)。除了祖母绿的折射率因产地不同而有较大变化外,一般宝石都有相当固定的折射率。因此,确定宝石是单折射或是双折射,以及折射率的大小,乃是鉴定宝石相当重要的一项基本数据,而折射仪(Refractometer)是被用来量测宝石折射率的一种简单光学仪器。

多色性

在不同方向观察具有双折射特性的宝石时,由于宝石吸收不同波长的光线,而呈现出颜色深浅的变化,甚至发生颜色上的改变,此种变色现象称为多色性。如果出现两种颜色者,称为二色性(Dichroism);三种颜色者称为三色性(Trichroism)。在进行多色性宝石切磨时,应注意晶体方向的选择,才能够展现出此类宝石最美的颜色。

猫眼效应

当宝石矿物内部含有平行排列的微细纤维矿物或是细小包裹体时,经特定方向切割、打磨后,在光线照射下会产生一道看似猫眼的光芒,这种现象称为猫眼效应。一般具有猫眼效应的宝石都是采取弧面型切割,除了颜色是重要评价依据外,猫眼光的优劣亦是左右价值的重要依据,选购猫眼的诀窍在直、细、亮、中、活,灵活的猫眼光芒才属上品。自然界中具有猫眼特征的宝石有金绿宝石、电气石、海蓝宝石、月光石、软玉、方柱石、水晶、透辉石等,其中以蜜黄色金绿宝石猫眼最为稀有,价值最高。台湾花莲丰田所产的软玉,部分也具有猫眼特性,称为“猫眼闪玉”。另外虎眼石与猫眼石有类似的光学反应,但虎眼石中的光芒乃是纤维状青石绵(Crocidolite)被石英置换的结果。

星彩效应

宝石矿物内部若具有定向排列的纤维状物质、微细矿物或气、液体等内含物,经特定方向切割打磨成蛋面后,在光线照射下,会自中心处散发出星状般光芒者称为星彩效应。星光通常有六道与四道之分,它与矿物结晶条件有关。星光红宝石与星光蓝宝石都是相当名贵的宝石品种。此种属于六方晶系的宝石,除需具有特定方向的内含物外,还应沿着垂直长轴(C轴)方向截断选料,才能磨出星彩光芒。

变彩

宝石矿物的颜色可能随着光线照射角度的改变而变化,也可能在不同波长的光源照射下而呈现不同的颜色变化,具有此种特性者称为变彩。常见的变彩宝石有贵蛋白石(Precious Opal)、拉长石(Labradorite)、亚历山大石(Alexandite)和少数具有变色效应的萤石等。

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